Устройство для возбуждения частотно-модулированных ультразвуковых колебаний

Устройство для возбуждения частотно-модулированных ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1

А.Н. Ивакин, A.Å. Коренцвит и А.Т. Косилов

Г

1 1 (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЧАСТОТНОИОДУЛИРОВАННЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для возбуждения модулированного по частоте акустического сигнала в твердых объектах, в частности при де@ектоскопии изделий ультразвуковым способом.

Известно устройство для формирования частотно-модулированных ультразвуковых колебаний, включающее уль т раз ву ко вой пъезоэлект ри ческий преобразователь и электрический генератор частотно-модулированного сигнала (1) .

Недостатком известного устройства, является искажение возбуждаемого сигнала ввиду узкополосности преобразователя.

Известно также. устройство, включающее ультразвуковой пъезоэлектрический преобразователь, электрический генератор и согласующий элемент, включенный между преобразователем и генератором (2) .

Недостатком этого устройства является малая амплитуда возбуждаемых колебаний.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, включающее генератор, модулирующий элемент, ультразвуковой

1О преобразователь, подключенный к выходу генератора и установленный на одном из концов модулирующего элемента, а также модулирующий преобразователь и генератор модулирующей

IS частоты, при этом модули рующий элемент выполнен в виде кюветы, заполненной рабочей жидкостью. На стенках кюветы установлен модулирующий пре20 образователь в виде поршневых вибраторов, подключенных к генератору модули рующей частоты (31 .

Недостатком известного устройства является малая мощность возбуждаемых

899154

Формула изобретения

3 колебаний, особенно, при работе с твердыми средами.

Цель изобретения - увеличение мощности возбуждаемых колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для возбуждения частотно-модулированных ультразвуковых колебаний, включающем генератор, модулирующий элемент, ультразвуковой преобразователь, подключенный к выходу генератора и установленный на одном из концов модулирующего элемента, модулирующий преобразователь и генератор модулирующей частоты, модулирующий элемент выполнен в виде стержня из монокристалла сплава с термоупругим фазовым превращением, снабженного механизмом нагружения.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит ультразвуковой преобразователь 1, генератор 2, модулирующий элемент 3, излучающую накладку 4, генератор 5 модулирующей частоты, механизм 6 нагружения модупирующего элемента, модулирующий преобразователь 7, согласующие волноводы 8 и 9, границу 10 раздела фаз, фазу Р< 11,фазу /3 12.

Устройство работает следующим образом.

В ультразвуковом преобразователе

1 возбуждают колебания на частоте его собственного электромеханического резонанса с помощью генератора 2. Ультразвуковые колебания через согласующий волновод 8 поступают в модулирующий элемент 3, который с помощью механизма 6 нагружения переведен в сверхупругую область с единственной границей 10 раздела фаз Р1 и P . Монокристалл сплава с термоупругим фазовым превращением, из которого выполнен модулирующий элемент 3 претерпевает термоупру1 гое P P превращение. Причем фазовое 3 -+ ф превращение в стержневом

)"1 . образце, начавшись в одном месте монокристалла под действием нагружения распространяется по всему образцу путем перемещения границы, разделяющей разнофазные участки. Снятие нагрузки приводит к превращению

)3 -ф и, соответственно, к обратному

Э движению межфазной границы, вплоть

I до полного исчезновения ф -фазы.

Т.е., превращение это обратимо, а под действием знакопеременной

Ь нагрузки граница раздела фаз будет двигаться синфазно с нагрузкой.

Модулирующий элемент 3 возбуждают знакопеременным усилием с помощью модулирующего преобразователя 7, работающего от генератора модулирующей частоты 5. Выходящий из модулирующего элемента 3 промодулированный

„ультразвуковой сигнал с помощью сог16 Иасующего волновода 9 направляют в излучающую накладку 4. Меняя частоту и амплитуду колебаний модулирующего преобразователя можно регулировать глубину и частоту модуляции выходного

15 сигнала.

В качестве ультразвукового преобразователя может быть использован элемент из пъезокерамики, например

ЦТС. Модулирующий преобразователь рр 7 может быть магнитострикционным или электромагнитным. В качестве модулирующего элемента 3 используют монокристалл, например, из сплава

Сц-А -Ni

33 Использование изобретения позволяет изменять параметры ультразвукового сигнала и увеличить мощность возбуждаемых колебаний, особенно при работе с твердыми средами °

Устройство для возбуждения частотно-модулированных ультразвуковых колебаний, включающее генератор, модулирующий элемент, ультразвуковой преобразователь, подключенный к выходу генератора и установленный на одном из концов модулирующего элемента, модулирующий преобразователь и генератор модулирующей частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения мощности излучаемых,колебаний, модулирующий элемент выполнен в виде стержня из монокристалла сплава с термоупругим фазовым превращением, снабженного механизмом нагружения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 459264, кл, В 06 В 1/06, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 459263, кл. В 06 В 1/06, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР и 472696, кл. В 06 В 1/06, 1972 (прототип).

899154

Заказ 12006/1О

Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Литвинов

Редактор А. Шандор Техред M. Надь Корректор А. Ференц